地熱鉆井

高溫巖體地熱深鉆施工關(guān)鍵技術(shù)

  高溫巖體地熱鉆井施工與其他油氣鉆井施工有著本質(zhì)的區(qū)別,其具有以下特點:(1) 高溫巖體地熱井施工對象是火成巖或變質(zhì)巖,如花崗巖、片麻巖等,硬度較大,可鉆性極差,單軸抗壓強度一般在 200 MPa 以上。高溫高壓下破巖技術(shù)有待提高。(2) 施工巖層的環(huán)境溫度較高,一般在 250 ℃以上。國外普遍認為,溫度在 350 ℃以上的地熱儲層開發(fā)的經(jīng)濟性才較為明顯,日本曾鉆至 500 ℃的高溫巖體地層。(3) 鉆井深度較大,一般為3 000~6000 m,有時達 10 000 m。鉆井深度的增加,對鉆井工藝和設(shè)備提出了新的要求。(4) 井壁圍巖穩(wěn)定性較差。由于在高溫高壓且深度較大的巖體中施工,鉆進過程高溫狀態(tài)井壁圍巖遇水極易產(chǎn)生熱破裂及井眼擴大,脫落下來的巖石極易造成卡鉆現(xiàn)象。投入運行后,鉆井圍巖發(fā)生流變變形,易造成“縮頸”,擠碎套管等現(xiàn)象。(5) 井漏現(xiàn)象比較嚴重,如西藏羊八井 ZK201 井孔在鉆進施工中,由于鉆經(jīng)的地層復(fù)雜,巖石堅硬,但裂縫、裂隙相當發(fā)育,斷層也比較多,鉆進時,從井深十幾米幾乎一直漏到井底。
 
  同時,需要對高溫高壓下高強度巖體破碎理論與鉆井液技術(shù)開展基礎(chǔ)研究。
 
  可見,保證高溫巖體地熱開發(fā)深鉆施工順利進行的關(guān)鍵技術(shù)為:(1) 高溫巖體地熱開采鉆井圍巖的穩(wěn)定性控制技術(shù);(2) 高溫高壓下破巖技術(shù);(3) 高溫高壓鉆井液技術(shù)。